人造生命研究獲得突破 可能引發安全倫理問題
國務院發展研究中心國際技術經濟研究所
李思一
美國科學家克雷格·文特爾於2010年5月20日宣布在人造生命研究中取得了重大突破,他的研究所已創造出首例由人造基因控制的細胞。儘管這一成果並非如某些媒體吹噓的人類自己創造了新生命,但也確實在人造生命的征程中邁進了一大步。
從短期看,合成生物學的發展有可能為醫藥、農作物新品種、能源和環保開闢新的途徑,還可能振興化學工業。但從長遠看,人工合成生命體究竟會導向何處,其結果由什麼人、以何種目的開展應用卻存在極大的不確定性,此事已經引起許多專家的注意,美國隨即召開了眾議院聽證會,討論相關問題。
新的「人造生命」研究
人造生命的研究在美國開展了十多年。文特爾研究所的新成果是文特爾和史密斯領導的20人研究組,花費4000萬美元,經十多年努力完成的。他們在計算機上編製代碼,據此化學合成了一個基因,再將此基因插入剔除了DNA的山羊支原體細胞中,形成了新的、沒有任何先祖的絲狀支原體。這個帶有人為特殊標記的細胞能自行分裂生長,而且在幾代後還發生變異,如同真正的細胞那樣。
從理論上說,丹麥專家拉斯馬森認為,若要人工合成活的細胞,需具備三個基本條件:其外界環境有自由能通道,即必須有某種形式的新陳代謝;必須有細胞膜;必須有自行再生的信息,即基因組。要同時具備上述三個條件,並使之正常工作是極大的挑戰。很多專家認為,文特爾全力以赴地設法合成整個細菌基因組,並實現了正常工作,確實是一大成就,但理論上並未開闢新的研究途徑。由於合成生命的艱難,迄今能準確地將核酸片段合成基因、使之再生並適當地進行基因表達的最大生命組織還只不過是基因組。
就實踐而言,如果致力於清潔燃料或廉價醫藥研究,則能以較少投入獲得更大成果。近幾年,合成生物學界已經研製成功抗瘧疾葯青蒿素和生物燃料。杜邦公司近10年花費了數億美元,成功地令大腸桿菌產生1,3-丙二醇。哈佛醫學院的丘奇研究組創造了快速廉價的方法改變細菌多種基因,稱之為多元自動基因工程(MAGE),或稱生物磚塊。丘奇正在進一步改進技術,他認為:「改變部分基因比創造全部基因組便捷得多,而且能真正做實事。」
文特爾也承認,創建 「生物磚塊」這種基因工具箱是用於合成期望性能的生物器件的有效途徑。現麻省理工學院註冊了2500個生物磚塊,其中大多數是學生參加「國際基因工程機器競賽」製成的,據說只有10%能正常工作。倫敦帝國學院的基特尼說:「現今已充分認識和鑒別,並可用於製造專業生物器件的生物磚塊約有300個。」
生物磚塊研究的主要目的是解決實際問題,例如研製可監測引起泌尿系統感染菌蛋白,或新型監測超級病菌-金黃色葡萄球菌的生物感測器;製成能分解通常難於降解的工業廢棄聚合物材料的合成酶等。
合成生物學的安全倫理問題
然而,由於合成生物學數十年的發展,各種基因操作手段日益增多並廣泛傳播,合成基因的成本大大降低,一些非生命科學的人員,甚至一些未經專業培訓的人員開始進入基因工程領域,他們參與操作和控制生命抱有多種不同目的,卻往往沒有清楚說明其理由。
這類非專業人員的參與,加上不穩定的全球政治和社會形勢,一旦不同的群體和組織利用合成生物學的技術和成果來危害社會,或由於合成生命體自身生長和變異的不可預測性,帶來危害人類健康或生態環境的長遠變化,人類社會的安全便將受到重大威脅。
美國國家科學生物安全顧問委員會(NSABB)已經提出了這類研究的兩用性定義,定出框架以便監視相關研究,包括涉及的範圍、對相關危險的教育和通告。兩用性是指:基於現有認識的研究可以合理地預期將產生知識、產品和技術,但也可能會被他人直接錯誤地用於危害公眾的健康、農業、動植物、環境或材料中。
在西方國家,創造合成基因和合成生命存在的一個重大倫理問題是,創造生命是上帝的特權,生命體閃耀著聖靈之光,人類創造生命是褻瀆神明的。因此,人造生命除了技術上和政治上的安全問題外,還有社會倫理問題,可能需要以一種新方式來說明。
儘管當前對於文特爾的成果,梵蒂岡的反應倒是積極的,認為這不是創造了生命,而只是取代了其中的一部分作用機制。但從長遠來看,對於人類創造生命的話題,恐怕還須從哲學、社會科學、神學和普通大眾等多方面來考慮。
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